生態(tài)學(xué)能量環(huán)境課件

第二章能量環(huán)境2.1地球上的能量類型2.2地球上光及溫度的分布2.3生物對(duì)光的適應(yīng)2.4生物對(duì)溫度的適應(yīng)12.1地球上的能量類型2.1.1太陽(yáng)能，光能2.1.2地?zé)崮?.1.3風(fēng)能2.1.4化學(xué)能2.1.5有機(jī)物中包含的化學(xué)能2.1.6其他能量問(wèn)題：生物可以利用那些能量？22.2地球上光及溫度的分布2.2.1地球上光的分布太陽(yáng)輻射及其光譜組成地球上光的分布規(guī)律2.2.2地球上溫度的分布大氣溫度的分布與變化土壤溫度的分布與變化水體溫度的分布與變化3影響太陽(yáng)輻射的因素和光的分布規(guī)律影響地表太陽(yáng)輻射的因素大氣圈，太陽(yáng)高度角，緯度和季節(jié)，海拔、坡度和坡向光質(zhì)(光譜成分)低海拔、高緯度長(zhǎng)波光多，高海拔、低緯度短波光多夏季、中午短波光多，冬季、早晚長(zhǎng)波光多日照時(shí)間夏季晝長(zhǎng)夜短、冬季晝短夜長(zhǎng)緯度升高、變化加大，兩極有極晝、極夜光照強(qiáng)度低海拔、高緯度光照強(qiáng)度弱，高海拔、低緯度光照強(qiáng)度大夏季、中午光照強(qiáng)度大，冬季、早晚光照強(qiáng)度弱(北半球)南坡光照強(qiáng)度大，北坡光照強(qiáng)度弱5地球表面的太陽(yáng)輻射6春秋夏冬秋春冬夏TheseasonsintheNorthernandSouthernHemispheres7地表大氣溫度的分布與變化空間分布與變化緯度升高1°，氣溫降低0.5℃沿海地區(qū)氣溫變化小，內(nèi)陸地區(qū)變化大南坡氣溫較北坡高，海拔升高100m，氣溫降低0.6～1℃逆溫現(xiàn)象時(shí)間變化日較差：隨緯度增高減小，隨海拔升高而增加年較差：隨緯度增高增大，大陸性氣候越強(qiáng)越大9土壤溫度的分布與變化土壤溫度與氣溫相關(guān)土壤溫度變化與深度有關(guān)土壤溫度變化時(shí)間較氣溫滯后，且與深度有關(guān)溫度變化周期與深度相關(guān)土壤溫度的年變化與緯度、海拔有關(guān)10土壤與空氣溫度變化比較11溫帶深水湖水溫垂直變化132.3生物對(duì)光的適應(yīng)2.3.1光質(zhì)的生態(tài)作用和生物的適應(yīng)光質(zhì)的生態(tài)作用生物對(duì)光質(zhì)的適應(yīng)2.3.2光照強(qiáng)度的生態(tài)作用和生物的適應(yīng)光照強(qiáng)度的生態(tài)作用植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)動(dòng)物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)2.3.3生物對(duì)光周期的適應(yīng)生物的晝夜節(jié)律生物的光周期現(xiàn)象14光質(zhì)的生態(tài)作用葉綠素的吸收光譜藍(lán)紫光：430～450nm紅光：640～660nm不同光質(zhì)的作用藍(lán)紫光：促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成紅光：促進(jìn)糖的合成青光、藍(lán)紫光和紫外線等短波光抑制植物的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，使植物向光性更敏感紫外線能殺菌，對(duì)生物體造成損傷，促進(jìn)維生素D的合成紅外線是地表的基本熱源，對(duì)外溫動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)和能量代謝有決定性作用15光照強(qiáng)度的生態(tài)作用影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育影響動(dòng)物的體色影響植物葉綠素的形成黃化現(xiàn)象影響植物細(xì)胞的增長(zhǎng)和分裂、組織器官的生長(zhǎng)和分化影響植物花果的數(shù)量和質(zhì)量17植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)植物的向光性植物秋季落葉C3植物和C4植物光合能力陽(yáng)地植物和陰地植物、耐陰植物生理差異形態(tài)差異18動(dòng)物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)依活動(dòng)時(shí)間的動(dòng)物分類動(dòng)物開(kāi)始活動(dòng)的時(shí)間19實(shí)驗(yàn)室恒定條件下生物的節(jié)律21鳥(niǎo)類節(jié)律22植物開(kāi)花對(duì)日照長(zhǎng)度的反應(yīng)長(zhǎng)日照植物：蘿卜、菠菜、小麥、鳳仙花、牛蒡等短日照植物：玉米、高粱、水稻、棉花、牽牛等中日照植物：甘蔗等少數(shù)熱帶植物日中性植物：蒲公英、四季豆、黃瓜、番茄～

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溫度與動(dòng)物類型常溫動(dòng)物變溫動(dòng)物外溫動(dòng)物內(nèi)溫動(dòng)物25溫度對(duì)生物的影響酶反應(yīng)速率與溫度域生物發(fā)育和生長(zhǎng)速度馴化和氣候馴化26馴化和氣候馴化春化(vernalization)：植物在發(fā)芽前需要一個(gè)寒冷期，由低溫誘導(dǎo)開(kāi)花。馴化(acclimation)和氣候馴化(acclimatization)概念和過(guò)程生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)生態(tài)適應(yīng)和基因變異29

生物對(duì)低溫的適應(yīng)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)：油脂、鱗片、短小、匍匐狀，厚皮生理適應(yīng)：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)含量變化(糖類、脂肪)動(dòng)物形態(tài)：貝格曼規(guī)律、阿侖規(guī)律、毛、皮結(jié)構(gòu)、脂肪層生理：基礎(chǔ)代謝和非顫抖性產(chǎn)熱(褐色脂肪)，身體異溫，水生哺乳動(dòng)物的乳汁構(gòu)成、熱交換器等行為：遷徙、冬眠、冬睡、滯育、集群、活動(dòng)位置30

生物對(duì)高溫的適應(yīng)植物形態(tài)適應(yīng)：葉片毛、鱗片、顏色、排列生理適應(yīng)：細(xì)胞含水量(糖/鹽濃度、代謝強(qiáng)度)動(dòng)物形態(tài)適應(yīng)：毛皮性質(zhì)和顏色生理適應(yīng)：體溫過(guò)熱行為適應(yīng)：棲居地點(diǎn)、活動(dòng)時(shí)間31生物對(duì)周期性變溫的適應(yīng)生物與晝夜變溫昆蟲(chóng)的發(fā)育歷期植物的產(chǎn)量與品質(zhì)動(dòng)物的活動(dòng)規(guī)律生物與季節(jié)變溫植物春花秋實(shí)動(dòng)物休眠、換毛換羽、遷徙、回游、繁殖季節(jié)32物種分布與環(huán)境溫度生物群落分布與溫度帶低溫的限制作用——致死高溫的限制作用——春化溫度與其它生態(tài)因子的綜合作用33藍(lán)紫綠橙紅紅外線400500600700波長(zhǎng)nm↑相對(duì)吸收葉綠素α的吸收光譜3401234567895040302010C4C3光強(qiáng)度/J·m-1·g-1CO2攝取/mgco2·dm-2·h-1

光合作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系高粱玉米小麥陽(yáng)草水青岡陰草35陰地植物與陽(yáng)地植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)36